Vol. 41

No. 9

Sep. 2000

情報処理学会論文誌

携帯型ペン入力情報機器におけるペンジェスチャ入力指示インタフェース
加

藤

直

樹†

大美賀 かおり††

中

川

正 樹†

本論文では，携帯型情報機器上でのペンジェスチャ入力 UI において，ディジタルインク入力とペンジェスチャ入力の区別に画面上のボタンを用いる方法とペンを一定時間停留させる方法について考察した．ペンジェスチャの入力前に指示する手順と後に指示する手順の必要性を調査する実験を行った
ところ，ペンジェスチャの操作に慣れている人は前に指示する手順を，不慣れな人は後に指示する手
順をよく使う傾向があるが，両手順ともに使われるため，両方を利用できるようにすべきであることが分かった．また，一定期間にわたる使用実験から，提案した入力指示方法は，従来のサイド スイッ
チを用いる方法に代わることができるという有効性が示された．前記の両手順を提供すべきことに加えて，PDA の画面サイズの制約からボタン領域は最小限にとどめること，ペンジェスチャ入力の操作ミスから復帰できるようにすること，ペンによる操作に適すことを方針として，押し方でペンジェ
スチャの入力指示と使用する手順変更の 2 つの機能を実行できるボタン インタフェースを提案した．
普通にボタンを押す操作を入力指示に割り当て，ボタンを押したまま停留させるか，押したままボタ
ン外に引きずると反対の手順による入力を指示できるようになる．このボタン インタフェースに対する評価実験を行ったところ，ペンジェスチャの入力指示と手順変更ともに簡単に行えること，ペンの停留より引きずる方法の方が好まれて使われることが分かった．

User Interfaces for Designating Pen Gesture Input
on Pen-based Personal Digital Assistants
Naoki Kato,† Kaori Oomika†† and Masaki Nakagawa†This paper describes user interfaces for designat-ing pen-gesture input without making confusion of digital-ink input on pen-based PDAs. A question arises on whether the designation
should be made before or after a pen-gesture is written. A simple experiment has revealed
that users who are familiar with pen-gestures are likely employ ‘before’ and those unfamiliar
often employ ‘after’. Nevertheless, they use both the methods so that the both must be available. Moreover, it is useful if we could validate a pen-gesture written without designationin the ‘before’ method. Furthermore, the area for buttons should be minimal for small-faces
such as PDAs and operations should be suited for a pen. These lead us to the design thata single button designates pen-gesture input and also accepts the method change between‘before’ and ‘after’. When this button is tapped, a pen-gesture is indicated according to thecurrent method. When it is kept pushed for a while or moved outside from the button, notonly the method is switched but also a pen-gesture is input-ted by this method. Evaluation
experiments have shown that the single action to switch the method and designate pen-gesture
input is simple for users and the interface that a pen is moved out is pre-ferred to the other.

情報の表示面と入力面を一体化できるペン入力の特長

1. は じ め にと，小型化が重要な機器の要求が一致したことと考え

近年，ペン入力をコンピュータとの対話手段としてられる．また，ペンは，紙とともに人間が長い間親し採用したシステムの製品化，実用化が進んでいる．特んできたものであり，ペン入力を採用することで，だに，多くの携帯型情報機器（ PDA: Personal Digital

れもが簡単に使えるユーザインタフェース（以下，UI

Assistants ）がペン入力を採用している．この理由は，と記す）の提供が期待できる．
ペン入力を採用した UI における特徴的な対話技法† 東京農工大学
Tokyo University of Agriculture and Technology†† ソニー株式会社
Sony Corporationの 1 つにペンジェスチャがある．ペンジェスチャは筆跡の位置と形状で，操作の種類，対象，属性を一括して指示できるため，素早く操作指示ができる．また，
2413

2414

Sep. 2000

情報処理学会論文誌

ペンによる自由筆記と同じ動作であるため，一連の流れを妨げない操作手順を提供できる．これらの点が注目され，図形の入力1) ，文章や図の編集2),3)など ，あらゆる分野への利用が研究されてきている．
一方，これらの研究や実用化が進められていく中で，ペンジェスチャの形状が覚えきれないという問題が浮上した．また，ペンジェスチャの誤認識も大きな問題点である．ペンジェスチャの形状や位置の認識で誤りが生じると，意図しない機能が意図しない対象に対して実行されてしまうことになる．
さらに，ペンジェスチャを，手書きの文字や図形（こFig. 1図 1 提案するペンジェスチャの入力指示方法
Proposed user interfaces for designating pengesture input.

れらをディジタルインクと呼ぶ）を描く操作の中に組み入れる場合，通常のディジタルインク入力とペンジェ方法をとっている．しかし，感圧式のタブレットを使

スチャの入力をなんらかの方法で区別しなければなら用している PDA のペンにはサイド スイッチが存在しないという課題がある．さらに，両者を間違えて入力ないため，この方法に頼ることはできない．また，サしてしまうことも考えられ，この誤操作を訂正できる

イド スイッチを間違って押してしまったり，押し損なっ

ようにもすべきである．

たりすることが多く，ペンが小さい PDA ではこの問

ペンジェスチャをだれもが簡単かつ正確に利用でき

題はさらに大きなものとなる可能性がある．ペンジェる対話技法とするためには，ディジタルインクの入力

スチャを筆跡の形状を用いて自動認識する方法もあるとペンジェスチャの入力を正確に区別し，かつ，操作が，誤認識の問題が避けられない．さらにこの方法にミスにも素早く対応できるようにする必要がある．まは，ペンジェスチャと同形状のディジタルインクが入た，PDA は小画面であるため，それに適したものに力できないという問題もある．

する必要がある．

そこで，正確にペンジェスチャを入力でき，かつハー本論文では，PDA 上でディジタルインクを自由に筆

ド ウェアにも依存しない指示方法として，画面上に配記し，その編集をするタスクに適したペンジェスチャ

置したボタンを押す方法4) ，および，ペンの停留を用

入力指示方法と，ボタンインタフェースについて述べいる方法を提案する5) ．ペンの停留とはペン先を同じる．まず，ディジタルインク入力とペンジェスチャ入場所に一定時間とどめる操作である．

力を区別する 2 つの方法を提案し，それらを評価する

ボタンを押したりペンを停留させたりすることで，実験について述べる．次に，ペンジェスチャ入力指示

ペンジェスチャの入力を指示する操作手順としては，に用いることを前提とし，画面領域を有効利用するこ．
次の 2 つが考えられる（ 図 1 ）と，操作ミスに対処すること，ペン入力に適すこと，操作の手間を減らすことに考慮して，押し方によって2 つの機能を実行できるボタンインタフェースを提案
し，それを評価するために行った実験について述べる．

2. ペンジェスチャ入力指示方法の検討(a) ボタンを押してからペンジェスチャを入力する．
または，ペンジェスチャの筆記前にペンを停留させる．以下，これらをジェスチャ前と呼ぶ．
(b) ペンジェスチャを入力してからボタンを押す．または，ペンジェスチャの筆記後にペンを停留させる．以下，これらをジェスチャ後と呼ぶ．

2.1 ボタンとペンの停留を用いた指示方法の提案

既存の UI における一般的なボタンの用い方では，

本論文では，PDA 上でディジタルインクを自由に筆

ボタンを押すことでなんらかの処理が開始される．(a)記し，その編集を行う一連のタスクに対してペンジェ

はこれと同一の手順であり，直感的に分かりやすいとスチャを適用するときのことを考える．我々はこのタ考えられる．ペンのサイド スイッチを押しながら入力

スクがペン入力の良さを最も活かすものであると考えする方法も，まず先にサイド スイッチを押す動作をすている．

るため，これに慣れた人にとって (a) は基本的に同じ

この場合，先にも述べたとおり，ディジタルインク

手順であると考えられる．それに対し，(b) はペンジェの入力とペンジェスチャの入力を区別しなければなら

スチャの入力を行った後にボタンを押すため，一般的ない．多くのシステムが，ペンのサイド スイッチを押な手順とは異なり，ユーザに混乱を招く可能性がある

しながら入力した場合をペンジェスチャの入力とするといえる．

Vol. 41No. 9

携帯型ペン入力情報機器におけるペンジェスチャ入力指示インタフェース

2415

しかし，人間の思考パターンを考慮すると (b) にも利点がある．人間は，宣言を行ってから作業をするという手順において，宣言をし忘れることが多い．そのため，ボタンを押す前にペンジェスチャの入力を行い，その後で入力がディジタルインクの入力になっていることに気づくことがある．この傾向を考慮すると，後からペンジェスチャであることを指示できた方が分かりやすく，また間違いも起こしにくい．
手順 (a)，(b) にはそれぞれ利点がある．実際にユー
ザがどちらを好み，頻繁に使用するかを調査し，どちFig. 2図 2 囲みジェスチャによる対象選択
Objects selection by circumscribing gesture.

らかに極端な偏りがあればそちらを採用すべきである．
また，極端な偏りがない場合には，ユーザが自由にどちらを使うか設定できる機能を設ける必要があるといえる．そこで，これらの点を明らかにすることと，サイド スイッチを用いる方法を含め，今回提案したボタ
ンとペンの停留を用いる方法のどれがユーザにとって使いやすいものかを調べる実験を行った．

2.2 実 験 方 針
実験では，ディジタルインクを描くことと描いたディジタルインクの編集を行えるソフトウェア上で，被験者に囲みジェスチャと呼ぶペンジェスチャを使用してもらうことで，提案したペンジェスチャ入力指示方法

図 3 ペンジェスチャの例
Fig. 3 Example of pen gestures.

2.3 ボタンを用いた指示方法における 2 通りの手順についての評価（ 実験 1 ）となるオブジェクトを囲む線を描くことで対象の指示

2.3.1 実 験 内 容
本実験では，ボタンを用いる方法を代表として，ジェスチャ前とジェスチャ後のどちらが頻繁に使われるの．ペンジェスを行うペンジェスチャである6)（ 図 2 ）か調べることを目的とした．被験者には，実験前にジェを評価する．
囲みジェスチャとは，編集操作において，編集対象

チャにはこの対象指定以外にも，挿入，削除，移動なスチャ前とジェスチャ後両手順によるペンジェスチャ

どの操作を意味するペンジェスチャが提案されている．

入力の方法を説明し ，操作に慣れるまで練習させた．

しかし，どのようなペンジェスチャを設計したとして

そして，文字や図からなるメモを自由に筆記し，編集も，ディジタルインク入力とペンジェスチャ入力とのを行いたいときは，ジェスチャ前とジェスチャ後のど区別は必要であり，かつ，そのペンジェスチャに近い

ちらか好きな方で編集対象を指示し ，その後，移動，文字や図形を入力することは考えられるため，区別の拡大縮小，コピー，ペースト，カット，削除の各編集問題を形状では回避できない．これらの点はあらゆる処理を実行するよう指示した．その際，上記 6 種類のペンジェスチャに共通の問題である．また，囲みジェ

編集処理を各 1 回以上実行し，かつ，各処理を実行す

スチャは，様々な大きさの入力，様々な速さでの入力

るごとに囲みジェスチャを入力するように指示した．

が考えられ，一般的なペンジェスチャ（図 3 ）の入力動

つまり，少なくとも実行すべき編集処理の回数（ 6 回）作を包含する．これらのことから，すべてのペンジェ

だけ，ジェスチャ前かジェスチャ後による囲みジェス

スチャについて実験する必要はなく，対象指定のペン

チャの入力を行うことになる．この実験では，ジェス

ジェスチャで，問題を代表できると考えた．

チャ前とジェスチャ後がそれぞれ何回利用されたかをまた，実験では移動や削除など 編集操作の種類を，またはそれらの実行を指示する方法としてメニュー上計測した．また，ユーザの意見を収集するためにアンケートに答えてもらった．

に配置したボタンを押す方法を採用した．これはジェ

2.3.2 実 験 環 境

スチャ前とジェスチャ後の好みを調べるうえで問題を次に被験者および使用した機材を示す．

複雑にしないためである．

(1)

被験者

被験者は，ペンジェスチャの使用経験年数が 3 年以上，1 年未の人 5 名（ペンジェスチャに慣れている者）

2416

Sep. 2000

情報処理学会論文誌

Table 1

表 1 実験 1 に使用した機材
Environment for an evaluation experiment 1.

製品名
型番
CPU
タブレット
表示画面

日立製マルチコミュニケータ Possible
PMC-100
SH-1 (12 MHz)
感圧式
反射型 STN 液晶，5.5 インチ，480 × 320 ド ット

図 5 ペンジェスチャ入力手順の被験者別使用回数
Fig. 5 Frequency in use of pen gesture input method
used button.

表 2 ジェスチャ前とジェスチャ後の使用頻度
Table 2 Percentage of using pen gesture input modes.

Fig. 4図 4 ペンジェスチャ入力用のボタン
Button interface for pen gesture input.

満の人 6 名（ペンジェスチャに不慣れな者）から構成

被験者全体

ペンジェスチャに ペンジェスチャに慣れている者
不慣れな者

42%
58%

ジェスチャ前ジェスチャ後

68%
32%

15%
85%

される 11 名である．

(2)

使用機材

実験に使用したハード ウェアの仕様を表 1 に示す．このハード ウェア上に実装した実験用ソフトウェアの仕様を次に示す．

• ディジタルインク入力・編集機能：ディジタルイ
ンクの入力と，それらの移動，拡大縮小，コピー，
ペースト，カット，削除ができる．対象指定は囲みジェスチャによって行え，編集対象を選択すると操作の種類を指示するためのメニューが現れる．
• 囲みジェスチャ入力指示機能：ジェスチャ前とジェ
スチャ後それぞれの手順による囲みジェスチャ入力を指示するためのボタンを画面上にプルダウン．図内最上部のボタンを形式で配置する（ 図 4 ）図6Fig. 6

ペンジェスチャ入力手順に対する好みの比率
Preference of pen gesture input method.

ら，次の意見が得られた．

• ジェスチャ前の方が分かりやすいと思ったが，実際に操作してみるとジェスチャ後の方が使いやす
かった．

ペンタップすることで，2 つのボタンを含むプル

2.3.4 考ダウン部が出現する．これらのボタンのいずれか

ペンジェスチャに慣れている者に着目すると，5 名をペンタップすることで囲みジェスチャの入力を全員がジェスチャ前を多く使用し，平均でもジェスチャ

指示できる．

前が 68%と頻繁に使っていることが分かる（図 5，表 2

2.3.3 実 験 結 果

参照）．また，アンケートの集計結果からも，ジェス察

ジェスチャ前とジェスチャ後それぞれを使用した回

チャ前に好みが偏っていることが分かる（図 6 参照）．

数について，被験者別に集計した割合を図 5 に，被一方，ペンジェスチャに不慣れな者に着目すると，6

験者の特徴別（被験者全体，ペンジェスチャに慣れて名全員がジェスチャ後を多用し，平均でもジェスチャ

いる者，不慣れな者）に集計した割合を表 2 に示す．

後が 85%とジェスチャ後の方を頻繁に使っていること

図 5 において被験者番号 1 から 5 までがペンジェス．また，アンケートの集が分かる（ 図 5，表 2 参照）

チャに慣れている者，6 から 11 までが不慣れな者で計結果からも，全員がジェスチャ後の方を好んでいるあり，各棒の中の数は使用回数である．

ことが分かる（ 図 6 参照）．

また，アンケートの内容と結果を図 6 に示す．図内

ここで重要なことは，被験者層の違いで利用した手の数字は回答した人数である．なお，数名の被験者か順に偏りがあるものの，ほとんどすべての被験者が両Vol. 41

No. 9

2417

携帯型ペン入力情報機器におけるペンジェスチャ入力指示インタフェース方の手順を用いていることである．ペンジェスチャに慣れた者にとっては，ジェスチャ前が分かりやすいとしても，全体で 32%もジェスチャ後を利用しているのは重要である．ジェスチャ後は，紙の上での筆記のよ

Table 3表 3 実験 2 に使用した機材
Environment for an evaluation experiment 2.

本体
OS
タブレット

うに，インク，そして，校正記号などにあたるペンジェ

DOS/V 互換機
Microsoft Windows98
日立精工製 FamilyPad（ HDG-405J-SR ）電磁誘導式，4 × 5 インチ

スチャを区別なしに筆記した後でも，それがペンジェ
スチャであることを指示できる方法である．逆に，ペンジェスチャに不慣れな者も，こうした指示ができる

表 4 ペンジェスチャ指示方法の使いやすさ順位
Table 4 Preference order of pen gesture designations.

のに筆記する前に指示をしているのは，一般的な GUIの慣習（たとえば描画ツールでは線を描画する前にそれを指示するためボタンを押す操作）に 7 回に 1 回ぐらいは従っているものと解釈できる．この考察は，紙上での筆記習慣と，コンピュータ上での操作習慣がボタン（ジェスチャ前）
ボタン（ジェスチャ後）
停留（ジェスチャ前）
停留（ジェスチャ後）サイド スイッチ

被験者 A

被験者 B

被験者 C

2→1
4→3
3→4
5→5
1→2

3
4
2
1
5

2
4
1
3
5

ユーザの利用モデルの中で葛藤していることを予感させる．しかし ，ここではこれ以上この問題を扱わず，機の入力面は A6 サイズであり通常 PDA とよばれる

利用者ごとに利用する手順に差違があるものの，両方機器に比べ若干大きい．そこで，実験ツールのウィンが混在する点を確認するにとどめる．

ド ウサイズを前節で使用した PDA の画面と同程度に以上のことをふまえると，ジェスチャ前とジェスチャ

し ，入力面サイズが大きいことによって PDA 用 UI

後のどちらかだけを提供するのではなく，利用者が両の評価としての信頼性が落ちることを防いだ．使用し方を容易に利用できるようにすべきである．

2.4 一定期間使用における 5 通りの指示方法についての評価（ 実験 2 ）たソフトウェアは，実験 1 で使用したものの仕様に加え，描いたメモを電子メールで送信できる機能を備えたものである．また，入力指示には先に述べた 5 通り

2.4.1 実 験 内 容
本実験は，ディジタルインクの入力指示にボタンを用いる方法，ペンの停留を用いる方法，そして，サイの方法が利用できる．

ド スイッチを用いる方法の 5 通り（ボタンとペンの停数）は被験者 A が 5 回，B が 36 回，C が 21 回であっ2.4.3 実 験 結 果
被験者がメールを送信した回数（実施したタスク回留を用いる方法には，前と後に指示する 2 通りがあた．各被験者が回答したペンジェスチャ指示方法の使る）について，2 カ月間被験者に使ってもらったうえいやすさ順位を表 4 に示す．被験者 B，C は回答に変での評価を行うことを目的とした．

化がなかったため，1 つの回答だけ記してある．また，被験者には研究報告をディジタルインクで記入する

被験者 B，C が使ったペンジェスチャ指示方法のタスことを課題として，約 2 カ月の間，次に示すソフトウェ

クごとの回数を図 7 に示す．被験者 A はツールの使アを利用してもらい，5 通りのペンジェスチャ指示方

用は続けていたが，メール送信の回数が少なく，実際

法の使用回数を計測した．使用回数は，ツールの起動の使用回数を反映しているデータとはいえないと判断

または前回のメール送信から，メール送信まで（これし，図示していない．

を 1 タスクと呼ぶ ）に使用した回数として計測した．

2.4.4 考また，使用を始めてから 2 週間後と 2 カ月後に，それこの実験の結果から，使いやすいと感じるペンジェス

ぞれの方法について使いやすい順番をアンケートで答チャ指示方法は被験者によって異なることが分かった．

えてもらった．

察

注目すべき点としては，サイド スイッチを用いる方

2.4.2 実 験 環 境

法はペン入力機器の使用経験，つまりサイド スイッチ

次に被験者および使用した機材を示す．

の使用経験によって明確な違いがあったことがあげら

(1)

被験者

れる．経験が長いものはサイド スイッチの順位が高く，被験者は筆者が属する研究室の学生で，ペン入力機器

短いものは低かった．経験が長い被験者 A からはすの使用経験が 3 年以上ある者が 1 名（ 被験者 A ），1

ばやい操作ができるので良いとの意見を得たのに対し年未満の者が 2 名（ 被験者 B，C ）である．

て，経験が短いものからは使いにくいとの意見を得た．

( 2 ) 使用機材
実験に使用したハード ウェアの仕様を表 3 に示す．本

図 7 からも，被験者 B は初めサイド スイッチを使用してみたが，徐々に使用しなくなったことが分かる．

2418

情報処理学会論文誌

Sep. 2000のボタンの 2 つを画面上に配置することは避けたい．
実験 1 で使用したソフトウェアの指示ボタンはプルダ
ウンメニューを利用し，画面上に配置しているボタン
は 1 つだけであるが，毎回メニュー出現と機能選択の2 ステップが必要となってしまう．
この点を解決するためには，ジェスチャ前とジェス
チャ後どちらの手順を使うかをユーザが設定できるよ
うにし，ボタンを押したときには設定した手順による入力指示が行えるようにすればよい．しかし，この設定用のボタンを別に配置することは先に述べた理由から避けるべきである．そこで，1 つのボタンに，ジェスチャ前またはジェスチャ後によるペンジェスチャ入力の指示と使用する手順の設定変更の 2 つを割り当てることを考える．

3.2 詳 細 設 計
1 つのボタンに 2 つの機能を割り当てるために，こ
こでは，ペンの停留とペンの引きずり（ドラッグ ）を利用することを提案する4) ．ボタンを通常にペンタップ
Fig. 7図 7 ペンジェスチャ入力指示方法の使用回数
Frequency in use of user interfaces for pen gesture
input.

する操作は，即時性が必要で使用頻度も多いペンジェ
スチャの入力指示に割り当てる．そして，ボタンを押した状態でペンを停留させる操作，または，ボタンを被験者 C はサイド スイッチを頻繁に使っているように押した状態のままペンをボタン外に引きずり出す操作

見えるが，これは意図せずにサイド スイッチを押してを，使用する手順の変更に割り当てる．

しまっていたとの意見を得ている．この点は，サイドスイッチの誤用が多いことを示している．

具体的には，ジェスチャ前を選択している場合は，ボタンをペンタップした後にペンジェスチャを入力し，また，使用経験の長い被験者 A でも，長く使っていジェスチャ後を選択している場合は，ペンジェスチャ

るうちに，サイド スイッチよりボタンを前に押す方法を入力してからボタンをペンタップすることになる．

の方が使いやすいと感じるように変化があった．これ

そして，設定されている逆の手順でペンジェスチャ入らの点から，今回提案した方法はサイド スイッチに代力を指示したい場合は，ボタンを押した状態でペンをわる指示方法として有効であるといえる．

停留させるか，ボタンを押したままボタン外に引きず

さらに，被験者 C はボタンとペンの停留の両方法にり出す．すると，プルダウンメニュー形式でボタンがおいてジェスチャ前を好んでいるにもかかわらず，た出現し，逆の手順によるペンジェスチャ入力を指示す

まにジェスチャ後を利用していること，経験が長い者．このとき同時に設定も変更
ることができる（ 図 8 ）から，ジェスチャ後は不自然な手順と感じるが，操作され，以後ボタンをペンタップすると，今回使用したミスをしたときのためには必要であると思うとの意見手順によるペンジェスチャ入力を指示できるようになを得たことは，先の実験と同様，両手順を提供すべき

る．この機能によってジェスチャ前を設定していたにことを示している．

もかかわらず指示せずにペンジェスチャを入力してし3. ペンジェスチャ入力用ボタンインタフェースの提案と評価

まった操作ミスからも復帰が可能となる．なお，ジェスチャ前とジェスチャ後のどちらが設定されているかは，ボタン上の絵を変化させ明示することとする．

3.1 要求事項と基本設計前に述べた実験から，ペンジェスチャの入力指示にスとして，ボタンの一部分に小さな領域があり，そこ

ボタンを使用する場合，ペンジェスチャを入力する前をペンタップすることでプルダウンメニューが出るよ

同様の要求を解決している既存のボタンインタフェーにボタンを押す手順と入力した後にボタンを押す手順

うにしているものがある（ 図 9 ）．しかし ，小さな領共に使われることが分かった．しかし ，PDA は小画

域をペンタップする操作は難しいため，この技法はペ面であることから，ジェスチャ前用とジェスチャ後用ン UI に適さない．それに対し，ペンを停留させる動Vol. 41No. 9

携帯型ペン入力情報機器におけるペンジェスチャ入力指示インタフェース

Table 52419

表 5 実験 3 に使用した機材
Environment for an evaluation experiment 3.
製品名
型番
CPU
タブレット
表示画面

三菱製 AMiTY VP
M3012
Pentium 75 MHz 相当
電磁授受方式
透過型新 DSTN カラー液晶
7.5 インチ，640 × 480 ド ット

ント欄を設け，自由な意見や理由を収集した．実際に使用する前には，ペンジェスチャの入力指示と設定変更の方法をはじめとしたソフトウェアの使い方を説明した．また，使用するときには，使用する手順を何度
図8

ペンジェスチャ入力手順の切替え（ジェスチャ前からジェス
チャ後）Fig. 8 Change of pen gesture input methods (“before”
mode to “after” mode).

か変更するように指示した．

3.3.2 実 験 環 境
次に被験者および使用した機材を示す．

( 1 ) 被験者
被験者は，ペンジェスチャの使用経験年数が 3 年以上の人 6 名（ペンジェスチャに慣れている者），1 年未
満の人 6 名（ペンジェスチャに不慣れな者）から構成
される 12 名である．コンピュータの使用経験につい図 9 プルダウンメニュー表示用領域を持つボタンインタフェース
Fig. 9 Button interface with area for pull-down menu.

ては，使用経験年数 3 年以上の人が 8 名，1〜3 年の人が 1 名，1 年未満の人が 3 名である．

る．また，ペンの停留を採用した場合，ペンを停留さ( 2 ) 実験機材
IdeaPad の実行環境を表 5 に示す．本機は A5 サイズであり，画面サイズも通常 PDA とよばれる機器にせる時間が必要となるが，手順を変更する頻度は高く比べ大きい．そこで，実験 2 のときと同様に，ソフト

作や引きずる動作は，ペンを使う動作として自然であなく，素早さもさほど要求されない機能であるため問ウェアのウィンド ウサイズを PDA の画面と同程度に題は少ないと考える．

した．IdeaPad の仕様は実験 1 と同様である．ただここで提案したボタンインタフェースは，1 つのボ

し，囲みジェスチャ入力指示用のボタンは，上で提案

タンで処理の実行指示と設定変更のためのメニューをしたペンの停留を用いるボタンインタフェースを実装

表示する 2 つの機能を提供するものととらえることがした．

できる．この点に着目すると，描画ツールにおける色の変更や文書作成ツールにおけるフォントの変更など，
複数の選択肢があり，かつ，同じ選択肢を連続して頻繁に使う機能や，印刷の指示のように処理の属性を設定するメニューをたまに表示する必要がある機能の指示にも適応する．

3.3.3 実 験 結 果
選択型質問の内容と集計結果を図 10 に示す．また，次に示す意見が複数の被験者から得られた．

• ペンの停留時間を調整した方がよい．
• 1 つのボタンに 2 つの処理を割り当てている方法に混乱することはなかった．

3.3 ペンの停留を用いる方法の評価（ 実験 3 ）3.3.1 実 験 内 容

アンケートの集計結果より，ペンジェスチャの入力

3.3.4 考上で提案したペンの停留を用いるボタンインタフェー

指示と設定変更の操作ともに 12 名中 11 名（約 92% ）スを評価するために，これを組み込んだ電子メモ帳ソの人が簡単であると答え，このボタンインタフェース

フトウェア Idea-Pad 4)を実現し，評価実験を行った．

の操作性は良いことが示された．

察

被験者には，実現したソフトウェアを実際に使用しまた，得られた意見から，実現したペンの停留時間てもらい，ペンジェスチャの入力指示と使用する手順

は最適なものではなかった可能性がある．停留時間のの設定変更についてその簡単さを選択肢から選ぶアン

適切な長さは人によって異なることが考えられ，ペンケートに回答してもらった．このアンケートではコメの停留時間を調整する機能を持たせるべきであること

2420

Sep. 2000

情報処理学会論文誌

図 10

ペンの停留を用いたボタンインタフェースについてのアン
ケート内容と結果
Fig. 10 Results of questionnaire about button interface
using pen holding.

が分かった．

3.4 一定期間使用における 2 方法の評価（実験 4 ）3.4.1 実 験 内 容
本実験では，ペンの停留とペンの引きずりを利用し

図 11
Fig. 11

ボタンインタフェースの被験者別使用回数
Frequency in use of button interfaces.

たボタンインタフェースについて，2 カ月間被験者に使ってもらったうえでの評価を行うことを目的とした．

ボタンインタフェースでは，ペンを停留させるのになお，本実験は前に述べた実験 2 と同時に行ったも対して引きずる動作は，手間はほぼ同じであるが操作のであり，被験者や使用機材は 2.4.2 項に示したものの流れは待ち時間がない分滑らかである．一方，ペンと同一である．評価するボタンインタフェースは，ペジェスチャ入力指示では，ボタンまでペンを移動する

ンジェスチャの入力指示用にだけでなく，描画線の色動作に対して停留させる方が手間は少なく操作の流れと太さの設定，メール送信用のボタンにも実装した．

も滑らかである．この点が 2 つの対話技法に用いたペ計測項目は 2 つのボタンインタフェースの使用回数

ンの停留に対する評価の違いに現れたと考えられる．

である．また，どちらの方が使いやすいかをアンケー

つまり，ペンの停留を利用するときは，ペンの停留とトで答えてもらった．

それ以外に利用できる方法の手間とそれらを用いたと3.4.2 実 験 結 果
被験者全員が引きずりの方が使いやすいと答えた．そして，引きずりを使用した割合は，被験者 A が 100%，きの操作の流れを十分比較検討することが重要である．

4. 関連研究と関連製品

B が 95%，C が 87%であった．被験者 B，C が使っPDA の UI に関する研究には，使用時の姿勢に着たボタンインタフェースのタスクごとの回数を図 11目したもの8) ，小画面上で情報のブラウジングや閲覧に示す．

を快適に行えるようにしたもの9),10) ，1 画面により多3.4.3 考察

被験者全員が引きずりの方を使いやすいと答え，また使用割合も引きずりが大きく，引きずりの方がペンの停留よりも使いやすいことが示された．

くの情報を表示できるように考慮したもの11)がある．
しかし，これらはペンジェスチャの入力に関するものではない．

PDA の UI の場合，論文より製品という形で発表

実験 3 の結果から，ペンの停留を用いる方法についされることが多いため，市販の PDA について調査をては，停留時間の調整が重要なことが得られた．その行った．ペンジェスチャを採用しているものとして，ため，今回はユーザが自由に停留時間を変更できるよ果となった．ユーザからは，メニューが出てくるのを

SHARP 製のザウルス，カラーザウルスのインクワー
プロと，Apple Computer 製 Newton の NotePad がある．インクワープ ロではペンジェスチャ用のボタ

待つのが面倒であるとの意見が得られ，待ち時間そのンを設け，ボタンを押すことでペンジェスチャの入力ものが使用感を悪くすることが分かった．一方，実験モードに入る方法を採用している．しかし，モード 変

2 では，ペンジェスチャの入力指示にペンの停留を利用する方法を好むユーザもいることが得られている．

更を忘れたときに対応できる機能は設けられていな

うにしたが，それでも引きずりの方が好まれるとの結い．NotePad では筆跡による自動認識を採用していVol. 41No. 9

携帯型ペン入力情報機器におけるペンジェスチャ入力指示インタフェース

2421

る．実際に使用してみるとペンジェスチャの誤認識がとどちらの手順を利用するかの設定変更の 2 つの機能

ときどき発生する問題があった．また，ペンの停留でを実行できるボタンインタフェースを提案した．このペンジェスチャの入力を開始する方法も採用している

ボタンインタフェースでは，普通にペンタップするとが，ペンのぶれによって停留を正確に行えない現象が設定されている手順によるペンジェスチャの入力指示

おきた．いずれにおいても，我々が提案した UI のよが行え，ボタンを押したままペンを停留させるかボタ

うに，正確にペンジェスチャを入力でき，かつ，利用ンを押したままペン先をボタンの外に引きずり出すと者によるカスタマイズや操作ミスに対応できるもので他方の手順が設定され，それと同時に新たに設定したはない．

手順による入力指示が行える．

5. お わ り に
本論文では，携帯型ペン入力情報機器上で，ディジ
タルインクを自由に筆記し，その編集をする一連のタスクに適したペンジェスチャ入力指示方法と，ボタン
インタフェースについて述べた．
ペンジェスチャを採用する場合の問題点であるディペンの停留を用いる方法が簡単であるかど うかを調べる実験を行ったところ，92%の被験者が簡単であると答えた．一方で，停留させる時間を調整できるようにすべきことが明らかになった．
また，2 カ月間にわたって今回提案したボタンイン
タフェースを使用してもらう評価実験を行ったところ，
ペンの停留を用いる方法よりも引きずりを用いる方

ジタルインク入力とペンジェスチャ入力の区別を，本法の方が使いやすく，使用頻度も高いとの結果が得ら

論文では画面上に配置したボタンを用いて解決する方れた．ペンジェスチャ入力指示ではペンの停留を好む

法と，ペンを一定時間停留させる動作を用いて解決す人がいたことから，ペンの停留の利用指針として，ペる方法を提案した．この際，ペンジェスチャの入力前ンの停留を利用するときは，ペンの停留とそれ以外にに指示する方法と後に指示する方法の 2 つの手順が考利用できる方法の手間とそれらを用いたときの操作のえられたため，両者の必要性を調査する目的で実験を流れを十分比較検討することが重要であることが得ら行った．この結果，ペンジェスチャの操作にすでに慣れた．

れている人は前に指示する手順を，不慣れな人は後にこのボタンインタフェースはペンジェスチャに限ら指示する手順を好みよく使う傾向があるが，両手順とず，排他的な複数の選択肢を持つ機能や，たまに属性もに使われるため，両方を提供すべきことが分かった．

設定が必要な機能に利用でき，画面の有効利用が重要

また，今回提案した方法にサイド スイッチを利用するな PDA 用のボタンインタフェースとして活用できる方法を加えた 5 通りの方法について，2 カ月間にわたっと考えられる．

て使用してもらう評価実験を行ったところ，使いやす

謝辞 ペンジェスチャ入力指示方法にペンの停留をいと感じる方法，実際に使用する方法は人によって異用いる方法とペンの引きずりを用いるボタン インタ

なった．注目すべき結果として，次のことが得られた．

フェースの提案に協力していただいた斎藤文彦氏，秋• サイド スイッチに慣れていない人はサイド スイッ
チを用いる方法は使いにくいと感じる．
• サイド スイッチに慣れている人も長期間使用しているうちにボタンを用いる方法が最も使いやすいと感じるようになった．

• サイド スイッチを用いる方法は誤用が多い．
これらの点から，今回提案した方法は，これまで多く使われてきたサイド スイッチを用いる方法に代わるペンジェスチャ入力指示方法として有効であることが示された．
次に，先の実験から得られた両手順を提供すべきことに加え，PDA の画面サイズの制約からボタン領域は最小限にとどめること，ペンジェスチャ入力の操作ミスから復帰できるようにすること，ペンによる操作に適すること，操作手順を少なく押さえることを方針として，ボタンの押し方でペンジェスチャの入力指示

山勝彦氏，評価実験に参加していただいた方々に感謝の意を表す．

参 考 文 献1) Zhao, R.: Incremental Recognition In GestureBased and Syntax-Directed Diagram Editors,
Proc. CHI’93, pp.95–100 (1993).
2) Kurtenbach, G. and Buxton, W.: Issues incombining marking and direct manipulation
techniques, Proc. UIST’91, pp.137–144 (1991).
3) 葛貫壮四郎，横山孝典，正嶋 博，福永 泰：JIS
校正記号準拠のオンライン手書き編集方式，情報処理学会論文誌，Vol.27, No.10, pp.1027–1034(1986).
4) 大美賀かおり，加藤直樹，中川正樹：手書きイン
タフェース統合環境におけるアイデアメモ PDA，計測自動制御学会第 14 回ヒューマン・インタフェー
ス・シンポジウム論文集，pp.543–548 (1998).

2422

Sep. 2000

情報処理学会論文誌

5) 斎藤文彦，加藤直樹，中川正樹：手書きと音声を用いた実時間コミュニケーション，計測自動制
御学会第 14 回ヒューマン・インタフェース・シ
ンポジウム論文集，pp.607–612 (1998).
6) 中川正樹，佐藤 俊：表示一体型タブレット上でのペンの囲みに対する対象の包含を判定する高速，Vol.J77アルゴリズムの実現と評価，信学論（ B ）D-II, No.8, pp.1630–1639 (1994).
7) 加藤直樹，中川正樹：ペンユーザインタフェー
ス設計のためのペン操作性の検討，情報処理学会
論文誌，Vol.39, No.5, pp.1536–1546 (1998).
8) 内田典佳，増井信彦，岡崎哲夫，外村佳伸：携
帯情報端末のユーザインタフェースの検討，計測
自動制御学会第 13 回ヒューマン・インタフェー
ス・シンポジウム論文集，pp.545–548 (1997).
9) 河内谷清久仁，石川 浩：携帯情報ブラウジン，情報処理
グのための入力デバイス「 NaviPoint 」
学会論文誌，Vol.39, No.5, pp.1431–1439 (1998).
10) 椎尾一郎：Scroll Display：超小型情報機器のための指示装置，情報処理学会論文誌，Vol.39, No.5,
pp.1448–1454 (1998).
11) 増井信彦，岡崎哲夫，外村佳伸：Infotier：携帯情報端末に適した透過表示型ユーザインタフェースの提案，計測自動制御学会第 14 回ヒューマン・インタフェース・シンポジウム論文集，pp.505–508(1998).

加藤 直樹（ 正会員）

1969 年生．1998 年東京農工大学
大学院電子情報工学専攻博士後期課
程修了．1997 年より日本学術振興会
特別研究員を経て，1999 年より東京
農工大学工学部助手．手書きユーザ
インタフェースの研究・教育に従事．インターネット
利用，教育の情報化に興味を持つ．工学博士．ACM，
ヒューマンインタフェース学会各会員．
大美賀かおり1973 年生．1997 年東京農工大学
電子情報工学科卒業．1999 年同大大学院電子情報工学専攻博士前期課程修了．同年ソニー（株）入社．現在に至る．手書きユーザインタフェー
ス，通信技術に興味を持つ．
中川 正樹（ 正会員）

1954 年生．1979 年東京大学大学
院理学系修士課程修了．同在学中，英国 Essex 大学留学（ M. Sc. in Com-

puter Studies ）．1979 年東京農工大(平成 11 年 12 月 27 日受付)
(平成 12 年 7 月 5 日採録)

学工学部助手．現在，教授．パター
ン認識，手書きインタフェース，情報教育等の研究・教育に従事．理学博士．ACM，IEEE，電子情報通信学会，ヒューマンインタフェース学会各会員．